自组织网络中基于跨层设计的路由方法

摘要

本发明的目的在于提供一种自组织网络中基于跨层设计的路由方法。该方法基于跨层的思想，通过SSRC（短帧重传次数）和SLRC（长帧重传次数）两个变量在路由协议中重新定义一个重传指数SR(smoothofretrycount)来表征传送帧过程中的的重传次数,并在此基础上确定信道选择度量PSAC(ProbabilityofSuccessfulAccesstoChannel)，以此达到选择最优信道的目标。在多信道多接口AODV的基础上，结合重传指数SR以及每个接口中缓冲队列的当前长度，确定链路传输能力LTC(LinkTransmittingCapacity)作为路由度量。综合考虑信道选择度量和路由度量，在多信道多接口的AdHoc场景中，实现以较低的路由负载获得较高的吞吐量和较低的时延。

主权项

1.一种自组织网络中基于跨层设计的路由方法，其特征在于该方法包括以下内容：a.确定广播包的信道分配度量：设节点A的邻居集中有N个邻居节点，则节点A中信道j的广播包的信道成功接入概率PSAC为其中FC_j(n)表示在上一个周期内节点A通过信道j向其邻居节点n传递的包数量，表示在上一个周期内节点A通过信道j向邻居节点n发送的第i个包的重传指数SR值，SR_max为传输失败时的重传指数，节点A的最佳广播信道选择度量为：$\mathrm{BestChannelForBroadcast}\left(A\right)=\left\{j\right|\underset{j\in [0,K-1]}{\max }\left\{{\mathrm{PSAC}}_j^{\mathrm{Broadcast}}\left(A\right)\right\}\},$其中K表示节点A所有可用的信道数；b.确定非广播包的信道分配度量：非广播包信道分配度量只考虑传送包到下一跳的平均重传指数SR值，假设节点A是当前跳，而节点B是下一跳，则节点A中信道j用于非广播包的信道成功接入概率PSAC为：其中FC_j(B)表示在上一个周期内节点A通过信道j向节点B传递的包数量，表示在上一个周期内节点A通过信道j向节点B发送的第i个包的重传指数SR值，计算所有K个信道的PSAC值，PSAC值最大的信道作为最佳信道；c.确定基于链路传输能力LTC的路由度量：设集合PATHS={P₁,P₂.....P_m}包含了从源节点S到目的节点D的所有m条路径，集合表示路径P_t中的点序列，共l跳，路径P_t的第q跳是从节点h_q-1到节点h_q，则节点h_q-1到节点h_q链路传输能力LTC为：$\mathrm{LTC}(h_{q-1},h_q)=\beta \times {\mathrm{PSAC}}_j^{\mathrm{Data}}(h_{q-1},h_q)+(1-\beta )(1-\frac{C_j}{C_{\max }}),$其中β为权重因子，β∈(0,1),，C_j代表信道j对应的接口的当前缓冲队列长度，C_max代表接口缓冲队列的最大值，路由选择度量为RM(P_t)反应了路径P_t所经过链路的瓶颈值，当源节点发现有多条路径时，选择RM值最大的路径作为最佳路径；d.在某个周期内，当节点第一次收到某个邻居节点的HELLO包时，无论这个包时通过哪个信道接收到的，都要立即通过每个接口向该邻居节点各回复一个ACK信息，周期的时间与HELLO包的广播周期相同；e.最佳路径发现过程如下：步骤1：如果源节点路由表中不存在到目的节点的路由，则通过洪泛路由请求包来进行路由发现，当中间节点收到路由请求包时，它首先在路由表中建立反向路由，如果它到前一跳的LTC值小于路由请求包中存储的LTC值，则用这个值更新路由请求包中的LTC值，反向链路的路由权重由路由请求包中的LTC值表征；步骤2：节点检查自己是否为目的节点，若不是，则直接转发该路由请求包，若是，则转步骤3；步骤3：沿着反向链路回复路由回复包，路由回复包中的LTC值更新机制与路由请求包一样，前向链路的路由选择度量RM值可以由路由回复包包中的LTC值确定；步骤4：源节点收到所有路径的路由回复包后，选择路由选择度量RM值最大的路径作为最优路径。